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Alt 14.12.2006, 18:43     #1
Hermann   Hermann ist offline
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BMW Sauber F1 Team präsentiert in Hinwil den Supercomputer Albert2.

Hinwil. Das BMW Sauber F1 Team hat ein neues Superhirn. Albert2, der am Donnerstag in Hinwil internationalen Medienvertretern vorgestellt wurde, ist gemäß der aktuellen Top-500-Liste für Supercomputer die schnellste industriell genutzte Maschine in Europa. Albert2 basiert auf Intel-Prozessoren und wird vom Team für die computergestützte Strömungssimulation (CFD) verwendet. Er ist dabei durchschnittlich rund dreimal schneller als sein Vorgänger.

BMW Motorsport Direktor Mario Theissen: „Die Aerodynamik beeinflusst maßgeblich die Performance moderner Formel-1-Fahrzeuge. Dabei ergänzen sich die experimentelle Arbeit im Windkanal und die computergestützte Strömungssimulation. Die Inbetriebnahme von Albert2 bedeutet eine entscheidende Stärkung unserer CFD-Kapazität. Im Gegensatz zu andern Teams planen wir nicht den Bau eines zweiten Windkanals, sondern werden in Zukunft weiter auf die stetig wachsenden Möglichkeiten in diesem Bereich bauen. Wir haben uns für die neue Saison zum Ziel gesetzt, den Abstand zur Spitze weiter zu reduzieren. Unser neuer Supercomputer auf Intel-Basis ist ein wichtiges Werkzeug, das uns dabei unterstützt.“


„Die Anforderungen des BMW Sauber F1 Teams an Rechenleistung sind immens, und die leistungsfähigen Dual-Core Xeon Prozessoren bringen das Team bei der computergestützten Strömungssimulation an die Weltspitze“, sagt Christian Morales, Vice President & General Manager von Intel Europa, dem Mittleren Osten und Afrika. „Mit der Erweiterung der Xeon Produktfamilie in Richtung Multi-Core können wir auch zukünftigen Ansprüchen des BMW Sauber F1 Teams an die Rechenleistung bei der computergestützten Strömungssimulation gerecht werden.“

Albert2 basiert auf Intel-Technologie. Er verfügt über 256 Knoten mit je zwei Intel Xeon 5160 Prozessoren, von denen jeder wiederum zwei Kerne besitzt. Dies ergibt insgesamt 1024 Kerne. Die Kapazität des Hauptspeichers beträgt 2.048 GByte, die maximale Rechenleistung 12.288 GFlops.

Zur Erklärung für Nicht-Computer-Experten heißt das, dass Albert2 pro Sekunde 12.288.000.000.000 Fließkomma-Rechenoperationen ausführen kann. Für die gleiche Rechenleistung müssten alle Einwohner der Stadt München (1,3 Millionen) während eines ganzen Jahres alle dreieinhalb Sekunden zwei achtstellige Zahlen multiplizieren.

Mit diesen Daten ist Albert2 gemäß den definierten Kriterien für die Aufnahme in die Top-500-Liste von Supercomputern 5,5 mal schneller als sein Vorgänger Albert. In der Praxis spielt, wie bei jedem Rechner, die verwendete Software eine entscheidende Rolle, wenn es um Tempo geht. Doch auch mit den komplexen Programmen für die CFD-Berechnungen ist die Steigerung noch enorm: Unter Verwendung der ANSYS-Fluent-Applikation ergibt sich eine durchschnittliche Verbesserung der Leistungsfähigkeit um Faktor drei.

Die Architektur des Supercomputers wurde von der Schweizer Firma DALCO entwickelt. Ein wichtiges Ziel war das Erreichen einer hohen Effizienz sowie einer sehr guten Skalierung, das heißt, dass sich Operationen ohne nennenswerten Leistungsverlust auf viele Prozessoren aufteilen lassen.

Die Software für CFD-Berechnungen liefert die deutsche Niederlassung der amerikanischen Firma Fluent Inc., seit Mai 2006 eine hundertprozentige Tochter von ANSYS Inc. Ihre Spezialisten arbeiten bereits seit mehreren Jahren mit den CFD-Ingenieuren in Hinwil zusammen und haben dabei die Software kontinuierlich weiter optimiert.

Untergebracht sind die Intel-Prozessoren in High Density Racks von American Power Conversion (APC). Diese vereinen Stromversorgung, Kühlung und Umgebungsüberwachung in einer optimierten Rack-Konstruktion. Der Supercomputer besteht aus insgesamt zehn Racks, die eine Breite von je einem Meter, eine Tiefe von 1,20 Metern und eine Höhe von 2,30 Metern haben. Daraus ergibt sich eine Gesamtlänge von zehn Metern bei einem Gewicht von insgesamt 21 Tonnen.

Genutzt werden die enormen technischen Möglichkeiten von Albert2 für Analysen im Bereich der Aerodynamik. Mittels CFD werden am Computer Aerodynamik-Teile für die Formel-1-Rennwagen berechnet. Dabei werden numerische Gitternetz-Modelle verwendet, die oft aus mehr als 100 Millionen Zellen bestehen. CFD spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Front-, Heck- und Zusatzflügeln, sowie maßgeblich bei der Motor- und Bremsenkühlung.

Für die CFD-Spezialisten bedeutet die Leistungsfähigkeit von Albert2, dass sie Berechnungen entweder schneller oder genauer ausführen können. Willem Toet, Head of Aerodynamics im BMW Sauber F1 Team, erklärt: „Dank Albert2 können wir mehr Varianten und komplexere Modelle berechnen, was letztlich einen Vorteil auf der Stoppuhr bringt. Besonders vorteilhaft ist die gute Skalierung, die uns eine sehr hohe Flexibilität ermöglicht.“

Computergestützte Strömungssimulation steht nicht in Konkurrenz zur Arbeit im Windkanal, sondern ergänzt diese. So werden beispielsweise bei der Entwicklung eines neuen Frontflügels viele Varianten mittels CFD berechnet, bevor die viel versprechendsten dann am 60-Prozent-Modell im Windkanal ausgetestet werden.

„Ein großer Vorteil von CFD liegt darin, dass man die Luftströmung darstellen kann und dadurch versteht, warum ein Teil besser ist als ein anderes. Simulation und experimentelle Aerodynamik befruchten sich damit gegenseitig“, ergänzt Toet.
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Viele Grüße Hermann

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